Лекція 12 Порошкові живильники-дозатори

В установках плазмового, газополуменевого та детонаційного нанесення використовують в основному пневматичні, гравітаційні, вібраційні живильники, а також живильники з обертальним рухом робочого органу.

12.1. Вимоги до порошкових живильників

Вони повинні забезпечувати точність дозіровки в межах 1 – 3 % з рівнем пульсації по частоті не менше ніж 10 Гц, а також мати змогу швидкої зміни продуктивності, забезпечувати стабільну подачу моно – та полідисперсних порошків з мінімальними затратами транспортувального газу. Доцільна також сушка порошку при 100 – 150 ^оС безпосередньо в бункері живильника з підігрівом транспортувального газу.

Для дистанційної подачі порошків використовують шланги, довжиною не більше 1 м з низьким аеродинамічним опором.

2. Живильники для плазмового та газополуменевого напилення

Найбільш часто застосовують таку схему подачі порошку: бункер–дозатор–транспортна магістраль – розпилювач.

На рис. 12.1 наведена схема подачі порошку (а) та метод компонування пристроїв, які входять в схему (в).

Рис. 12.1. Функціональна схема подачі порошка (а), компонування пристроїв (б):

1 – бункер; 2 – дозатор; 3 – транспортна магістраль; 4–пальник (розпилювач)

Існує два типи живильників–дозаторів: для подачі порошків в плазмовий та газополуменевий розпилювачі і для детонаційного методу напилення. На рис. 12.2 наведені деякі схеми живильників першого типу, тобто призначених для подачі порошків при плазмовому та газополуменевому нанесенні покриттів.

Найбільш проста схема порошкового живильника наведена на рис. 12.2, а. Порошок 1 засипається в бункер 2 через кришку 3. Під дією своєї ваги він розсипається в дозувальний вузол 8 і дальше в транспортуючу магістраль.

Дозувальний вузол являє собою циліндричний отвір з рухомою головкою.

Рис. 12.2. Схема порошкових живильників:

а – пневматичного типу; б – роторні; в – дискові; г – шнекові

При переміщенні голки змінюється площа поперечного розрізу , що збільшує чи зменшує кількість порошку, що висипається. Зміна положення голки регулюється величиною подачі стисненого газу по центральному каналу головки.

По каналу 7 подається стислий газ, який називається транспортувальним ( ). Газопорошкова суміш поступає до розпилювача по гнучкому шлангу. Для вирівнювання тиску в бункері і дозувальному вузлі передбачена врівноважуюча трубка 6. Продуктивність подачі порошку в розглядуваній схемі визначається витратою транспортувального газу , зазором в дозувальному вузлі. В установках для порошкового напилення застосовують досконаліші конструкції живильників, що забезпечують високу рівномірність і точність подачі порошку, досягаючих ±5 %.

На рис. 12.2, б наведена схема порошкового живильника роторного типу. Відмітною характеристикою такого живильника є конструкція ротора 1. На твірних ротора зроблені повздовжні рівчаки. Для обертання ротора використовують малогабаритні електродвигуни, найчастіше постійного струму з широким діапазоном регулювання частоти обертання. Регулююча характеристика наведена на рис. 12.2, б.

На рис. 12.2, в наведена схема живильника дискового типу.

При обертанні диск 1 захоплює висипаний з бункера порошок і переносить його в транспортну магістраль.

Диск являє собою колесо із зігнутими лопаточками. В нерухомому дискові 2 також є отвори, через які порошок висипається в транспортну магістраль (рис.12.2, в, вузол В).

У цій конструкції порошок скидається з рухомого диска 2 спеціальним щітковим пристроєм 1. Основні характеристики дискових живильників аналогічні роторним.

На рис.12.2, г наведена схема порошкового живильника шнекового типу. Розрізнюються вони конструкцією шнекового дозувального пристрою. Поряд з горизонтальним шнеком застосовуються і вертикальні шнекові дозатори. Регулювальна характеристика аналогічна роторним і дисковим живильникам.

12.3. Живильники – дозатори для детонаційного напилення

При детонаційно-газовому напиленні конструкції порошкових живильників специфічні. Наприклад, при малих комунікаційних відстанях між живильником і розпилювальної вибуховою камерою застосовують механізми подачі порошку всмоктуючої (інжекційної) дії. Однак більшість установок комплектується живильниками нагнітальної дії, аналогічними за принципом роботи тим, які були розглянуті раніше. При детонаційно-газовому напиленні в більшості розпилювачів використовують циклічну подачу порошку. У ряді установок передбачена безперервна подача.

Рис.12.3. Схеми порошкових живильників для детонаційного напилення покриттів:

а – імпульсна осьова подача; б – імпульсна радіальна подача ; в – осьова безперервна подача; 1 – подача порошку; 2 – подача транспортного газу

Конструкція порошкових живильників для детонаційно-газового напилення повинна забезпечувати стабільну циклічну (0,5 — 4 циклів/с) подачу порошку розміром 5—30 мкм; строго задану дозу порошку на кожний цикл (50 — 200 мг); невеликий об'єм транспортувального газу, що вдувається з порошком (10 — 15 % від об'єму вибухової камери або 3 — 4 % від об'єму горючого газу); надійний захист дозатора від зворотних ударів; рівномірність розподілу порошкових частинок у потоці продуктів розпаду вибухової суміші; можливість ручного і дистанційного автоматичного управління як кількістю транспортувального газу, так і порошку; вільну текучість порошку при заповненні мірного об'єму і дозатора.

У вітчизняних і закордонних установках використовують велику кількість живильників, різних за конструкцією.

На рис.12.3 наведені схеми імпульсних порошкових живильників. Осьове введення порошку з живильника у вибухову камеру показано на рис.12.3, а. Напроти каналу введення порошку в стовбур 4 розпилювача розміщені дві трубки. По одній з них (нижній) безперервно подається газопорошкова суміш. По іншій (верхній) — технологічний газ для продування тракту розпилювача. Час введення порошку і продування запрограмований кулачковим пристроєм 1, який пов'язаний з трубками, що переміщуються за допомогою важеля 2 і штока 3. На подачу порошку витрачається близько 5/9 часу циклу. Під час продування порошок зсипається на дно дозатора.

На рис. 12.3, б наведена схема імпульсного живильника для радіальної подачі порошку. З бункера 3 порошок, що захоплюється газом, попадає в трубу 4, а звідтіля у вибухову камеру 5. У трубу 2 газ подається імпульсно через клапан 6. Частина газу витрачується на транспорт порошку, а лишок виходить через пористу кришку. Витрата порошку регулюється його висотою Н, проміжком між трубами 2 і 4.

Для неперервної подачі порошку використовується живильник, наведений на рис. 12.3, в. Суміш порошку з транспортувальним газом утворюється за рахунок його роздування при безперервній вібрації бункера (до f = 120 Гц).

Для регулювання продуктивності живильника змінюють проміжок між кінцем вводної труби і поверхнею порошку в бункері. Зменшення проміжку приводить до незначного збільшення витрат порошку. При зануренні кінця труби в шар порошку продуктивність живильника різко зростає. На продуктивність роботи живильника впливає також частота вібрації бункера.

При всіх схемах живильників використовують транспортувальний газ, який становить 8 – 10 % об`єму плазмоутворюючого газу при плазмовому напиленні і 5 – 7 % від робочої суміші при детонаційному.